Mõnes mõttes on astronoomia valdkond olnud kiiresti muutuv. Teeme pilte ja vaatame, kuidas need on muutunud. Jaotame valguse selle eri värvidesse, otsides emissiooni ja neeldumist. Fakt, et me saame seda teha kiiremini ja kaugemale, on meie arusaama revolutsiooniliselt muutnud, kuid mitte põhimetoodikat.
Kuid viimasel ajal on valdkond hakanud muutuma. Okulaari üksiku astronoomi päevad on juba möödas. Andmeid võetakse kiiremini kui neid saab töödelda, neid hoitakse hõlpsasti juurdepääsetavatel viisidel ja massilised rahvusvahelised astronoomide meeskonnad teevad koostööd. Hiljuti Rio de Janeiros toimunud rahvusvahelisel astronoomide kohtumisel arutas Austraalia Rahvaste Ühenduse teadus- ja tööstusuuringute organisatsiooni (CSIRO) astronoom Ray Norris neid muudatusi, kui kaugele nad võivad minna, mida võiksime õppida ja mida kaotada võiksime.
Vaatluskeskused
Üks viis, kuidas astronoomid on välja juba ammu muutnud, on koguda rohkem valgust, võimaldades neil kosmosesse sügavamale liikuda. See on nõudnud suurema valgust koguva jõu ja seejärel suurema läbimõõduga teleskoope. Need suuremad teleskoobid pakuvad ka parema eraldusvõime eelist, nii et eelised on selged. Sellisena on planeerimisetappide teleskoobid nimed, mis viitavad tohutule suurusele. ESO “Üle tohutult suure teleskoobi” (OWL), “Eriti suur massiiv” (ELA) ja “Ruutkilomeetri massiiv” (SKA) on kõik tohutud teleskoobid, mis maksavad miljardeid dollareid ja hõlmavad paljude riikide ressursse.
Kuid kui suurused hüppeliselt tõusevad, lähevad ka kulud maksma. Juba vaatlevad vaatluskeskused eelarveid, eriti ülemaailmse majanduslanguse tingimustes. Norris väidab: „Veelgi suuremate teleskoopide ehitamine kahekümne aasta jooksul maksab märkimisväärse osa rahva varandusest ja on ebatõenäoline, et ükski rahvas või rahvuste rühm seab sellise instrumendi rahastamiseks astronoomiale piisavalt kõrge prioriteedi. Nii võib astronoomia saavutada teleskoobi maksimaalse suuruse, mida on mõistlikult võimalik ehitada. ”
Seega soovitab Norris valguse kogumise jõu ja eraldusvõime fikseerimise asemel astronoomidel uurida uusi potentsiaalsete avastuste valdkondi. Ajalooliselt on sel viisil tehtud suuri avastusi. Gammakiire kiirte avastamine leidis aset siis, kui meie vaatlusrežiimi laiendati kõrge energiavahemikuni. Spektrivahemik on praegu siiski üsna hästi kaetud, kuid teistel domeenidel on endiselt suur uurimispotentsiaal. Näiteks kui CCD-sid töötati välja, lühendati piltide säriaega ja avastati uued muutuvate tähtede klassid. Isegi lühema kestvusega säritused on loonud asteroseismoloogia valdkonna. Detektoritehnoloogia arenguga saaks seda alumist piiri veelgi kaugemale lükata. Teisest küljest võib piltide pika aja jooksul ladustamine võimaldada astronoomidel uurida üksikute objektide ajalugu detailsemalt kui kunagi varem.
Juurdepääs andmetele
Viimastel aastatel on paljud neist muudatustest edasi viinud selliste suurte uuringuprogrammide abil nagu 2 mikroni kogu taeva uuring (2MASS) ja kogu taeva automatiseeritud uuring (ASAS) (kui nimetada kahte arvukatest suuremahulistest uuringutest). Nende suurte eelnevalt kogutud andmete ladudega pääsevad astronoomid astronoomilistele andmetele juurde uuel viisil. Selle asemel, et pakkuda teleskoobi aega ja seejärel loota, et nende projekt heaks kiidetakse, on astronoomidel suurenenud ja piiramatu juurdepääs andmetele. Norris teeb ettepaneku, et kui see trend jätkuks, võiks järgmine astronoomide põlvkond teha tohutult palju tööd, isegi ilma observatooriumi külastamata või vaatlusraja kavandamata. Selle asemel kogutakse andmed sellistest allikatest nagu virtuaalne vaatluskeskus.
Muidugi on vaja veel sügavamaid ja spetsiifilisemaid andmeid. Selles osas näevad füüsilised vaatluskeskused endiselt kasutamist. Juba praegu muudab suur osa isegi sihtotstarbelistest vaatlusradadest võetud andmeid astronoomiliseks üldkasutatavaks. Kui projektide väljatöötamisega tegelevad meeskonnad saavad endiselt andmeid edasi, väljastavad paljud observatooriumid andmed pärast määratud aega tasuta kasutamiseks. Paljudel juhtudel on see viinud selleni, et teine meeskond on andmeid korjanud ja avastanud midagi, millest algsel meeskonnal puudus. Nagu Norris ütleb, "toimub palju astronoomilisi avastusi pärast andmete avaldamist teistele gruppidele, kes suudavad andmetele väärtust lisada, ühendades need andmete, mudelite või ideedega, millele instrumentide kujundajad ei pruugi olla jõudnud".
Sellisena soovitab Nelson julgustada astronoome andma andmeid sel viisil. Sageli on teadlaskarjäär rajatud arvukatele väljaannetele. Sellega kaasneb aga oht karistada neid, kes kulutavad palju aega ühele projektile, mis toodab vaid vähesel määral trükiseid. Selle asemel soovitab Nelson süsteemi, mille abil astronoomid pälviksid tunnustust ka tänu sellele, kui palju andmeid nad on aidanud kogukonda avaldada, kuna see suurendab ka kollektiivseid teadmisi.
Andmetöötlus
Kuna andmete automatiseeritud võtmisel on selge suundumus, on üsna loomulik, et ka suur osa esmasest andmetöötlusest võib toimuda. Enne kui pildid sobivad astronoomilisteks uuringuteks, tuleb need müra puhastada ja kalibreerida. Paljud tehnikad vajavad edasist töötlemist, mis on sageli tüütu. Olen ise seda kogenud kümnenädalasest suvisest praktikast, kus osalesin, korduva ülesandega sobitada profiilid kümnete piltide jaoks tähtede punktjaotuse funktsiooniga ja lükata käsitsi tagasi mingil moel viga saanud tähed (nt liiga raami serva lähedal ja osaliselt lahti raiutud).
Ehkki see on sageli väärtuslik kogemus, mis õpetab lootustandvatele astronoomidele protsesse põhjendama, saab seda kindlasti automatiseeritud rutiinide abil kiirendada. Tõepoolest, paljud tehnikad, mida astronoomid nende ülesannete jaoks kasutavad, on õpitud karjääri alguses ja võivad olla vananenud. Seetõttu võiks automatiseeritud töötlemisrutiinid programmeerida kasutama praeguseid parimaid tavasid, et võimaldada parimate võimalike andmete saamist.
Kuid see meetod pole ka ilma oma ohtudeta. Sellisel juhul võidakse uusi avastusi edasi anda. Oluliselt ebaharilikke tulemusi võib algoritmi abil tõlgendada puudusena mõõteriistades või gammakiirguses ja need võib tagasi lükata, selle asemel et tuvastada neid kui uut sündmust, mis nõuab edasist kaalumist. Lisaks võivad pilditöötluse tehnikad sisaldada ka tehnikast endast pärinevaid esemeid. Kui astronoomid ei peaks tehnikaid ja nende lõkse vähemalt mõnevõrra tundma, võivad nad tõlgendada kunstlikke tulemusi avastusena.
Andmete kaevandamine
Andmete tohutu suurenemise tõttu vajavad astronoomid selle uurimiseks uusi tööriistu. Juba on tehtud jõupingutusi andmete märgistamiseks sobivate identifikaatoritega selliste programmidega nagu Galaxy Zoo. Kui sellised andmed on töödeldud ja sorteeritud, saavad astronoomid kiiresti võrrelda arvutis asuvaid huvipakkuvaid objekte, samal ajal kui kavas oleks varem jälgida. Nagu Norris selgitab: "Ekspertiis, mis läheb vaatluse kavandamisse, tuleb selle asemel pühendada andmebaasides toimuva uurimise kavandamisele." Minu bakalaureuseõppe kursuste ajal (lõppenud 2008, nii hiljuti) pidid astronoomia eriala peamised ettevõtted läbima ainult ühe arvutiprogrammeerimise kursuse. Kui Norrise prognoosid on õiged, asendatakse need kursused, nagu minusugused tudengid vaatlusmeetodeid (mis sisaldasid veel mõnda tööd filmifotograafiaga), asendada tõenäoliselt suurema programmeerimise ja andmebaaside administreerimisega.
Kui astronoomid on korraldatud, saavad nad kiiresti võrrelda kaalude objektide populatsioone, mida kunagi varem nähtud pole. Lisaks pääsevad mitme lainepikkuse režiimi vaatlustele hõlpsalt juurde pääsedes objektide kohta terviklikum arusaam. Praegu kipuvad astronoomid keskenduma ühele või kahele spektrivahemikule. Kuid juurdepääsuga nii paljudele muudele andmetele sunnib see astronoome veelgi laienema või koostööd tegema.
Järeldused
Kõigi edasijõudmise võimalustega järeldab Norris, et võib-olla oleme jõudmas uude astronoomia kuldaega. Avastused tulevad kiiremini kui kunagi varem, kuna andmed on nii hõlpsasti kättesaadavad. Ta spekuleerib, et doktorandid teevad tipptasemel uuringuid peagi pärast oma programmide alustamist. Ma küsin, miks nii ei saaks ka kõrgkooli lõpetanud ja informeeritud võhikud.
Kõigi võimaluste korral köidab ka hõlbus juurdepääs andmetele ka crackpotte. Juba ebakompetentsed pettused sütitavad ajakirju, kes otsivad minult hinnapakkumisi. Kui palju hullem on, kui nad saavad oma mõttetuse õigustamiseks osutada lähtematerjalile ja veidrale analüüsile? Selle vastu võitlemiseks peavad astronoomid (nagu kõik teadlased) täiustama oma avalikke teavitusprogramme ja valmistama üldsust ette tulevate avastuste jaoks.
